Год в «Звездолёте».
Шрифт:
Венский физиолог Г. Молиш провел следующий опыт. Он поместил вместе ветки яблони и желтой акации, и через несколько дней листья акации опали. Горох, помещенный в «яблочный воздух», сначала перестал расти, а затем пожелтел и погиб. Позже ученые исследовали этот «яблочный воздух», и оказалось, что он содержит ненасыщенный углеводород — этилен, действующий на некоторые растения угнетающе. Впрочем, тот же этилен ускоряет созревание яблок, томатов и цитрусовых.
Хорошо знакомые всем запахи цветов, хвойного леса, цитрусовых растений, картофеля или томатов есть не что иное, как летучие выделения растений. Они делятся на колины и фитонциды. Колины оказывают положительное или отрицательное воздействие на растения. А фитонциды угнетают или усиливают рост микроорганизмов.
Между колинами и фитонцидами
Лук и чеснок обладают уникальными бактерицидными свойствами. Практически нет одноклеточных организмов, на которые они не действовали бы губительно. Через 24 часа зеленоватая плесень гриба аспергиллюса гибнет под воздействием фитонцидов, выделяемых чесноком.
Химический состав растительных выделений широко исследуется в наши дни. Ученые открывают все новые классы соединений. Однако до сих пор имеются неизвестные еще вещества, входящие в эти выделения.
Учение о растительных выделениях, их роли как физиологически активных веществ, их влиянии на окружающую среду и все сообщество растений оформилось в самостоятельное направление научных исследований, которое получило название «аллелопатия».
При изучении аллелопатического воздействия растений на среду в герметичных помещениях космических объектов необходимо учитывать их возможное воздействие на человека, на его работоспособность. В обычных земных условиях мы часто не замечаем, не чувствуем разнообразных растительных выделений. Непрерывная циркуляция атмосферы быстро их уносит. Однако особое значение они приобретают для человека, помещенного в герметичное помещение космического корабля или межпланетной станции.
А микроорганизмы? Ведь они тоже воздействуют на растения! Известно, что в присутствии некоторых из них семена прорастают быстрее, растения развиваются лучше, нежели в стерильных условиях. Значит, в этом случае микроорганизмы приносят пользу растениям. Они выделяют в почву витамины, ростовые и другие биологически активные вещества, и поэтому их роль нельзя сводить лишь к минерализации органических остатков.
В герметических оранжереях роль микроорганизмов, сопутствующих растениям, нисколько не меньше, чем в обычных, естественных условиях. Но она почти не изучена. Известно, что и сам человек имеет собственные микроорганизмы. Они постоянно находятся на кожных покровах, на слизистых оболочках и непрерывно выделяются в окружающую его среду. Их тоже нельзя упускать из вида. Тем более что некоторые постоянные обитатели кишечника человека, например кишечная палочка и энтерококк, могут жить и на растениях, находя на их поверхности все необходимое для питания и размножения. Эти микроорганизмы и некоторые другие, обитающие обычно на растениях и неопасные для человека, могут при известных обстоятельствах стать патогенными, то есть болезнетворными, и явиться причиной серьезных заболеваний. В таких случаях бактерии из группы кишечной палочки, вызывая гнилостный распад белков, могут отравлять организм вредными продуктами, а одна из форм кишечного энтерококка способна быстро разрушать зубы. Встречаются также на растениях и такие микроорганизмы, которые обладают близким генетическим родством с болезнетворными микробами.
Известно, что при продолжительном пребывании людей в герметичных помещениях наблюдается увеличение небезопасных для человека микроорганизмов при уменьшении числа их видов. Здесь нарушается бактериальное равновесие, которое защищает человека от инфекций. При наличии же в гермообъектах оранжерей микрофлора, сопутствующая растениям, по-видимому, будет способствовать поддержанию этого равновесия. В длительных полетах это поможет избавить человека от приема специальных, пока не разработанных микробных пилюль, которые должны уберечь экипаж от так называемого микробного шока, возникающего при контакте человека с обычной микрофлорой после окончания продолжительной космической экспедиции.
Итак, при разведении растений нельзя не учитывать сопутствующего им микробного населения. Вот почему оранжерея сейчас для меня, биолога, не
Герман и Борис охотно помогают мне, когда наступает время сбора зелени. Это довольно кропотливый труд: мало просто выдернуть растеньица, срезать корни и освободить их от субстрата, необходимо строго учесть и взвесить отдельно съедобную часть, корни и отходы. Нужно также отобрать пробы для изучения витаминного состава растений, для определения сухого веса и для других анализов и исследований.
Вооруженные ножницами, мы опять стоим перед очередной «грядкой» и отделяем корни растений от съедобной части. Работа утомляет однообразием. Приходится многократно повторять одно и то же движение. А зелень надо убирать сразу с четырех кювет с интервалом в сутки.
Взаимопомощь в нашей жизни совершенно необходима. Товарищи помогают мне по оранжерее; мы с Борисом помогаем Герману в медицинских исследованиях. И если кто-нибудь из нас заболеет, его работу должны будут выполнять остальные. Пока, к счастью, все здоровы. Строгий режим труда, отдыха и питания, физические упражнения, нормальный сон и, в известной мере, оранжерея помогают нам сохранить здоровье, бодрость, душевное равновесие.
В начале нынешнего столетия основоположник космонавтики К. Циолковский предложил использовать зеленые растения для обеспечения человека в дальнем космическом путешествии всем необходимым. Он мечтал создать на космическом корабле подобие земного круговорота веществ, что позволило бы людям надолго покидать свою «колыбель» — Землю.
В одной из своих статей в 1911 году он писал: «Как земная атмосфера очищается растениями при помощи Солнца, так может возобновляться и наша искусственная атмосфера. Как на Земле растения своими листьями и корнями поглощают нечистоты и дают взамен пищу, так могут непрерывно работать для нас и захваченные нами в путешествие растения. Как все существующее на Земле живет одним и тем же количеством газов, жидкостей и твердых тел, которых никогда не убывает и не прибывает (не считая падения аэролитов), так и мы можем вечно жить взятым нами запасом материи».
Земля породила человека, здесь он имеет все необходимое для жизни. А космос ему пока чужд, в космосе для него ничего нет, и почти все он должен брать с собой.
Первый космонавт земли Ю. Гагарин пробыл в космосе 108 минут. Последующие космические полеты продолжались много суток. Сейчас время пребывания в космосе исчисляется неделями и непрерывно увеличивается. Пока системы жизнеобеспечения, основанные на запасах и с успехом используемые на советских космических кораблях типа «Восток», «Восход», «Союз», а также на американских типа «Джемини» и «Аполлон», удовлетворяют исследователей космоса. Но они будут непригодны для продолжительных полетов, рассчитанных на несколько лет. Вот почему необходимо превратить космический корабль в «уголок Земли», создав на нем круговорот веществ.
Общая продолжительность рейса Земля—Марс—Земля продлится, по-видимому, около двух лет. Человек потребляет в сутки 800 граммов кислорода, 700 граммов сухой пищи, нуждается в 8 литрах воды, из которых 2,5 должны быть питьевой. Для годовой космической экспедиции из 3 человек общий вес запасов самого необходимого составит более 11 тонн. На каждый килограмм полезного груза необходимая мощность ракет должна составлять 4 тысячи лошадиных сил. Как бы успешно ни развивалась техника ракетостроения, элементарные расчеты показывают, что, если основываться на запасах всего необходимого и не заниматься воспроизводством его на борту, полеты к дальним планетам будут неосуществимы. И К. Циолковский ясно представлял, что полеты к планетам, даже в самой совершенной ракете, возможны лишь при снабжении людей всем необходимым с помощью системы жизнеобеспечения, основанной на круговороте веществ. «Как на земной поверхности совершается нескончаемый механический и химический круговорот веществ, так и в нашем маленьком мирке он должен совершаться… Есть полная возможность еще на Земле практически выработать и испытать средства дыхания и питания человека в изолированном пространстве» — так писал он в самом начале XX века.